Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Transkriptio

1 Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK

2 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt: V, A, W, Hz, Ω yksiköiden suhteet: %, db Peruskomponentit: vastus, kondensaattori, kela, muuntajat, diodi, transistori, regulaattori, kideoskillaattori

3 Jännite, virta ja resistanssi Jännite (yksikkö: voltti, V) on sähkön (elektronien) potentiaalienergia Virta (yksikkö: ampeeri, A) kuvaa kulkevan virran (elektronien) määrää Resistanssi (yksikkö: ohmi, Ω) on jännitteen ja virran suhde, jännite/virta=resistanssi

4 Jännite, virta ja resistanssi

5 Teho (yksikkö: watti, W) Käytetty energia per aikayksikkö. Määrää esimerkiksi komponentin lämpenemisen, 1W ledi, 5W käsiradio, 1kW HF-radiolähetin. Teho=jännite*virta Sama kuva edelliseltä sivulta P=U I =U U / R=U 2 / R=RI I =R I 2

6 Vaihtovirta Taajuus (yksikkö: hertsi, 1/s, värähdystä sekunnissa) Vaihtovirran tehollisarvot : tehollinen jännite=huippujännite / 2 tehollinen virta=huippuvirta/ 2

7 Impedanssi (yksikkö: ohmi, Ω) Impedanssi=resistanssi+ vaihtovirtaresistanssi =resistanssi+ jännitteen ja virran vaihe-ero riippuu taajuudesta kapasitanssi ja induktanssi aiheuttavat vaihtovirtaresistanssin eli reaktanssin Vaihtovirran teho=huippujännite²/(2*impedanssi) = huippuvirta²*impedanssi/2

8 Kondensaattori, (kapasitanssi, yksikkö: faradi, C) päästää korkeita taajuuksia, korkeilla taajuuksilla pieni impedanssi, Kun jännitteen kytkee napojen väliin, kondensaattoriin varautuu sähköistä varausta. Impedanssi: = 1/(2*pi*taajuus*kapasitanssi) Jännitteen tasaaminen, taajuuksien suodattaminen, tasavirran pysäyttäminen

9 Kela (induktanssi, yksikkö: henry, H) Impedanssi= 2*pi*taajuus*induktanssi läpäisee pieniä taajuuksia (etenkin tasavirtaa), huonosti korkeita taajuuksia Kun kelassa kulkee virtaa, kelan sisään muodostuu magneettikenttä, joka varastoi energiaa pyrkii pitämään magneettikentän vakiona pyrkii pitämään virran tasaisena Virran tasaaminen, taajuuksien suodattaminen

10 Muuntaja Siirtää vaihtovirtaa kelasta toiseen, voidaan muuttaa jännitettä tai virtaa Kun kaksi kelaa kytketään niin, että molempien läpi kulkee sama magneettikenttä, saadaan muuntaja. Hyötysuhde >90% teho~jännite*virta U_1*I_1 ~ U_2*I_2 U_1/U_2=N_2/N_1

11 Kolaa? cute-little-cat.jpg

12 Suodattimia Alipäästö, rajataajuutta pienemmät taajuudet pääsevät läpi Ylipäästö, rajataajuutta korkeammat taajuudent pääsevät läpi Kaistanpäästö, ala- ja ylärajataajuuden väliset taajuudet pääsevät läpi Kaistanesto, ala- ja ylärajataajuuden väliset taajuudet eivät pääse läpi

13 Suotimia z/02098x01.png

14 PI-suodatin Saattaa olla RA-tentissä

15 Diodi Diodi johtaa sähköä vain yhteen suuntaan Tasasuuntaajat Light Emitting Diode, LED, on diodi joka tuottaa valoa Kapasitanssidiodit, schotky, PIN-diodi

16 Virta diodissa

17 Transistori Ohjaussignaalilla voidaan ohjata suurta virtaa Kaksi päätyyppiä: FET ja bipolaari-transistorit Molempia löytyy kasa erilaisia alatyyppejä

18 Bipolaari- ja FET-transistori Bipolaaritransistorilla pienellä ohjausvirralla voidaan ohjata suurempaa virtaa Virtavahvistus (hfe) FET-transistorilla ohjausjännitteellä voi ohjata suurta päävirtaa Ohjaukseen tapahtuu jännitteellä, staattisessa tilassa ei kuluta ohjausvirtaa

19 Transistori-kytkentä

20 FET-transistorit Kaikki ovat symboleita erityyppisille FETtransistoreille. Yleisin näistä on MOSFET t%20symbols.png

21 Lisää kolaa?

22 Regulaattori Antaa ulos tietyn jännitteen, riippumatta sisääntulojännitteestä. Sisääntulojännitteen pitää olla suurempi kuin mitä ulostulojännite (tyypillisesti ~2V, low-drop ~0.6V)

23 Regulaattori _in_to220_package.jpg

24 Suhteita % [db]= 10*log10(P2/P1)= 10*log10(U2²/U1²) = 20*log10(U2/U1)

25 Mittalaitteita Yleismittari: virta, jännite, resistanssi, joskus kapasitanssi, diodin kynnysjännite Oskilloskooppi, skooppi : jännite ajan funktiona Spektrianalysaattori, spektri : signaalin voimakkuus taajuuden funktiona Taajuuslaskuri, Signaaligeneraattori Vektorianalysaattori, VNA: tarkempi RF-mittalaite

26 Mittalaitteiden räpeltelyä Sinkkugenis Skooppi Diodi Spektri

27 Kerhoilta!